CN101204125A - 中继基板及使用了该中继基板的立体配线构造体 - Google Patents

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Abstract

一种将安装有电子器件(16)的第一电路基板(1)与第二电路基板(2)隔着中继基板(3)上下立体地相连的构造,中继基板(3)的焊盘电极(5)的末端部(6)埋设在中继基板(3)的末端处理材料(9)中。因此,可实现高密度安装,并可抑制或缓冲因冷热冲击和掉落冲击而在上下电路基板与焊盘电极间起作用的剥离应力、剪切应力所导致的剥离、断裂的起因,可以实现高可靠性。

Description

中继基板及使用了该中继基板的立体配线构造体
技术领域
本发明涉及一种将安装有电子器件的电路模块等连接到基础电路基板上的中继基板及使用了该中继基板的立体配线构造体。
背景技术
近年来,在绝缘电路基板上安装电阻、电容器和半导体元件等的电子电路装置中,随着设备的轻薄、短小化而强烈要求安装的高密度化。
以往,在这种电子电路装置中,器件安装的高密度化是通过配线间距的微细化和堆积多个电子电路基板的结构来实现的。
例如,如图25所示,(专利文献1)的日本专利特开2001-177235号公报中记载的电子电路装置为在基础印刷电路板310上隔着隔离物360层叠了模块电路基板350的构造。
隔离物360为上下两个面由通路孔320导通的用球状焊锡380、390来临时固定的构造。在将该隔离物360临时固定在基础印刷电路板310与模块电路基板350之间的状态下统一进行回流焊。符号330是安装在模块电路基板350上的表面安装器件,符号340是安装在模块电路基板350上的半导体裸片。
此外,如图26所示,(专利文献2)的日本专利特开2001-267715号公报中记载的电子电路装置为隔着在外周涂布有导电物质的耐热弹性体400将电子电路基板410、430上下层叠的构造。该电子电路装置将所述耐热弹性体400钎焊在一方的电子电路基板410的连接用焊盘420上,并用夹子或螺栓470等将其压接到另一方的电子电路基板430的连接用焊盘440上。符号450是表面安装器件,符号460是半导体裸片。
此外,如图27所示,(专利文献3)的日本专利特开平6-260736号公报中记载的电子电路装置为通过连接片550以机械方式或电气方式将模块用电路基板500连接在主板540上的构造,符号510是集成电路封装体,符号520、530是无源器件。
此外,如图28(a)、图28(b)所示,(专利文献4)的日本专利特开2001-245186号公报中记载的电子电路装置为将透镜660、滤光片670和半导体摄像元件610沿透镜660的光轴一体地装入在立体印刷电路板600上的构造。立体印刷电路板600具有用于连接半导体摄像元件610和芯片部件615的配线图案650。符号640是钎焊安装有立体印刷电路板600的印刷电路板。
此外,如图29(a)、图29(b)、图29(c)所示,(专利文献5)的日本专利特开2000-341566号公报中记载的电子电路装置为将半导体摄像元件610和红外滤光片680安装在立体印刷电路板600上、并将该立体印刷电路板600安装在电路集成印刷电路板640上的构造。
此外,除了上述技术之外,还有使用作为一般连接器件的连接器进行接合的方法等。
此外,如图30所示,(专利文献6)的日本专利特开平6-61415号公报中记载的电子电路装置为利用从电路模块710的侧面突出的端子720用焊锡等多次层叠的构造。电路模块710具有从侧面朝着下面突出的端子720。下侧的另一电路模块730具有从一般的侧面呈L字状突出的端子部740。
电路模块710与电路模块730为端子部通过焊锡等接合材料与L字状端子部接合的构造。
此外,如图31所示,(专利文献7)的日本专利实开平1-134367号公报中记载的电子电路装置为隔着各向异性导电橡胶830层叠电路基板810和另一电路基板820、并使用固定件840将电路基板810和电路基板820相连的构造。
发明的公开
发明所要解决的技术问题
在便携式终端装置的高性能化和轻薄、短小化过程中,对于平面电子电路装置,通过连接间距的微细化和相邻器件间的间隔缩小等来提高安装密度存在极限。因此,通过三维地层叠模块电路基板来实现高密度化。
(专利文献1)的隔离物360以及(专利文献3)的连接片550是通过将与在电路基板的上下表面形成的焊盘对应的焊盘间连接的导电性通路或通路孔320来进行三维连接的部件。
此外,在使用夹子470或螺栓等将(专利文献2)的层叠的模块电路基板间固定的场合,由于固定和连接部件占有的面积增加,因此安装面积减少。而且,由于模块电路基板间的连接端子数增加,连接器在模块电路基板的连接中所占的面积增大。因此,存在无法通过增大模块电路基板间的连接面积来提高安装密度的问题。
此外,(专利文献4)及(专利文献5)的立体印刷电路板600公开了摄像元件610的立体配线构造,印刷电路板600通过焊锡620与印刷电路板640三维地连接。但是,若只是将在基板表面上形成的立体印刷电路板600的焊盘电极630的前端部与印刷电路板640的配线图案650钎焊连接,则存在无法提高连接的可靠性的问题。
此外,(专利文献6)的端子部720通过焊锡等接合材料与L字状端子部740三维地接合。在(专利文献7)的电路基板的层叠固定中使用了固定件(夹子)840等的场合,由于固定和连接部件占有的面积、高度增加,因此安装面积(体积)减少。由于模块电路基板间的连接端子数的增加,连接器在模块电路基板的连接中所占的面积增大。因此,存在无法通过增大模块电路基板间的连接面积来提高安装密度的问题。
此外,最近的便携式设备要求具有对掉落等的耐久性、高可靠性,在像(专利文献6)那样仅用焊锡来连接的场合,则无法提高连接的可靠性。
鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种可实现高密度安装和连接的高可靠性的中继基板。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明技术方案1记载的中继基板,其特征在于,包括:介于第一电路基板与第二电路基板之间的中继基板本体;以及从中继基板本体的所述第一电路基板侧的面到所述第二电路基板侧的面、与电气性连接部位对应地形成的基板连接配线,将所述基板连接配线的所述第一电路基板侧的端部和所述第二电路基板侧的端部中的至少一方埋设在末端处理材料中。
本发明技术方案2记载的中继基板,在技术方案1中,其特征在于,在从中继基板本体的上表面起与侧面部接连的角部和从中继基板本体的下表面起与侧面部接连的角部中的至少一方上形成凹部,沿该凹部形成基板连接配线,在凹部内填充角部处理材料,将基板连接配线的角部埋设在角部处理材料中。
本发明技术方案3记载的中继基板,其特征在于,包括:介于第一电路基板与第二电路基板之间的中继基板本体;以及从中继基板本体的所述第一电路基板侧的面到所述第二电路基板侧的面、与电气性连接部位对应地形成的基板连接配线,且所述中继基板本体将从所述第一电路基板侧的面起与侧面部接连的角部和从所述第二电路基板侧的面起与所述侧面部接连的角部中的至少一方的角部形成为具有波状曲面的斜面,将所述基板连接配线的端部和角部沿着所述具有波状曲面的斜面贴合。
本发明技术方案4记载的立体配线构造体,其特征在于,使技术方案1至技术方案3中任一项记载的中继基板介于第一电路基板与第二电路基板之间,从而将第一电路基板与第二电路基板三维地连接。
本发明技术方案5记载的立体配线构造体的制造方法,其特征在于,包括:在第一电路基板的安装电子器件和中继基板的期望的端子电极上形成接合层的第一工序;将所述电子器件和所述中继基板位置对齐后载放在形成有所述接合层的第一电路基板上的第二工序;通过热工序使接合层熔融或固化、从而使载放有所述电子器件和所述中继基板的第一电路基板与所述电子器件和所述中继基板电气性接合的第三工序;在第二电路基板的安装电子器件和中继基板的期望的端子电极上形成接合层的第四工序;将带有所述电子器件和所述中继基板的第一电路基板位置对齐后载放在形成有所述接合层的第二电路基板上的第五工序;以及通过热工序使接合层熔融或固化、从而使载放了带有所述电子器件和所述中继基板的第一电路基板的第二电路基板与带有所述电子器件和所述中继基板的第一电路基板电气性接合的第六工序。
本发明技术方案6记载的立体配线构造体的制造方法,其特征在于,包括:通过印刷等在第一电路基板的安装电子器件和中继基板的期望的端子电极上形成接合层的第一工序;将所述电子器件和所述中继基板位置对齐后载放在形成有所述接合层的第一电路基板上的第二工序;通过热工序使接合层熔融或固化、从而使载放有所述电子器件和所述中继基板的第一电路基板与所述电子器件和所述中继基板电气性接合的第三工序;在第二电路基板的安装电子器件的期望的端子电极上形成接合层的第四工序;将所述电子器件位置对齐后载放在形成有所述接合层的第二电路基板上的第五工序;通过热工序使接合层熔融或固化、从而使载放有所述电子器件的第二电路基板与所述电子器件电气性接合的第六工序;在带有所述电子器件的第二电路基板的、安装带有所述中继基板的第一电路基板的期望的端子电极上贴付或涂敷导电材料的第七工序;将与所述第一电路基板接合的所述中继基板位置对齐后载放在所述第二电路基板上的第八工序;以及在加压加热状态下对载放有所述第一电路基板的所述第二电路基板予以保持、或者通过热工序或光照工序使导电材料固化,从而隔着所述中继基板使所述第一电路基板与所述第二电路基板电气性接合的第九工序。
本发明技术方案7记载的中继基板的制造方法,其特征在于,包括:使用第一金属模具注射成形第一树脂而使其成形为在上下垂直方向上连接、中继电路基板的基板形状,从而形成立体成形体的第一工序;对于形成连接用焊盘电极以及在侧面将连接用焊盘电极之间电气性连接的基板连接配线的部分之外,使用第二金属模具注射成形第四树脂的第二工序;在所述立体成形体上下表面的所述连接用焊盘电极部、以及在侧面将所述连接用焊盘电极之间电气性连接的所述基板连接配线部形成电镀催化剂的第三工序;除去所述第四树脂并进行电镀的第四工序;以及使用第三金属模具注射成形第二树脂、以埋设所述连接用焊盘电极的末端部的形态进行覆盖的第四工序。
本发明技术方案8记载的中继基板的制造方法,在技术方案7中,其特征在于,包括所述中继基板的所述焊盘电极的末端部以埋设在成形为S字曲线状的第一绝缘性树脂与第二绝缘性树脂之间的形态成形的工序。
本发明技术方案9记载的中继基板的制造方法,在技术方案7中,其特征在于,包括从所述中继基板上下表面的焊盘电极起与侧面部接连的角部的配线以埋设在树脂中的形态二次成形的工序。
本发明技术方案11记载的中继基板,其特征在于,包括:介于第一电路基板与第二电路基板之间的中继基板本体;形成在所述中继基板本体上的基板连接配线,所述基板连接配线与电气性连接部位对应地将中继基板本体的所述第一电路基板侧的面与所述第二电路基板侧的面相连;以及在所述基板连接配线与所述中继基板本体的第一电路基板侧的面之间、以及所述基板连接配线与所述中继基板本体的第二电路基板侧的面之间中的至少一方上形成的弹性体。
本发明技术方案12记载的中继基板,在技术方案11中,其特征在于,中继基板本体与所述弹性体之间、以及所述基板连接配线与所述弹性体之间的其中一方形成有缝隙。
本发明技术方案13记载的中继基板,其特征在于,包括:介于第一电路基板与第二电路基板之间的中继基板本体;形成在所述中继基板本体上的基板连接配线,所述基板连接配线与电气性连接部位对应地将中继基板本体的所述第一电路基板侧的面与所述第二电路基板侧的面相连;以及在所述中继基板本体与第一、第二电路基板的相对面上未形成所述基板连接配线的区域内、安装在所述中继基板本体上的弹性体。
本发明技术方案14记载的立体配线构造体,通过使中继基板介于第一电路基板与第二电路基板之间而连接形成,其特征在于,中继基板包括:介于第一电路基板与第二电路基板之间的中继基板本体;以及形成在所述中继基板本体上的基板连接配线,所述基板连接配线与电气性连接部位对应地将中继基板本体的所述第一电路基板侧的面与所述第二电路基板侧的面相连,在所述中继基板本体与第一、第二电路基板的相对面上未形成所述基板连接配线的区域内,在所述中继基板本体和第一、第二电路基板中的一方上安装有弹性体。
本发明技术方案15记载的立体配线构造体,在技术方案14中,其特征在于,弹性体的厚度形成得比中继基板本体的面与电路基板的面之间的缝隙小。
本发明技术方案16记载的立体配线构造体,其特征在于,使技术方案11或13所记载的中继基板介于第一电路基板与第二电路基板之间,从而将第一电路基板与第二电路基板三维地连接。
本发明技术方案17记载的立体配线构造体,通过使中继基板介于第一电路基板与第二电路基板之间而连接形成,其特征在于,中继基板包括:介于第一电路基板与第二电路基板之间、中央形成有贯穿孔的环状的中继基板本体;以及形成在所述中继基板本体上的基板连接配线,所述基板连接配线与电气性连接部位对应地将中继基板本体的所述第一电路基板侧的面与所述第二电路基板侧的面相连,在中继基板本体的所述贯穿孔的内侧,在第一、第二电路基板之间。
本发明技术方案18记载的立体配线构造体的制造方法,其特征在于,在制作使中继基板介于第一电路基板与第二电路基板之间而连接形成的立体配线构造体时,包括:在第一电路基板的安装电子器件和中继基板的期望的端子电极上形成接合层的第一工序;将所述电子器件和所述中继基板位置对齐后载放在形成有所述接合层的第一电路基板上的第二工序;通过热工序使接合层熔融或固化、从而使载放有所述电子器件和所述中继基板的第一电路基板与所述电子器件和所述中继基板电气性接合的第三工序;在第二电路基板的安装电子器件和中继基板的期望的端子电极上形成接合层的第四工序;将带有所述电子器件和所述中继基板的第一电路基板位置对齐后载放在形成有所述接合层的第二电路基板上的第五工序;以及通过热工序使接合层熔融或固化、从而使载放了带有所述电子器件和所述中继基板的第一电路基板的第二电路基板与带有所述电子器件和所述中继基板的第一电路基板电气性接合的第六工序。
本发明技术方案19记载的中继基板的制造方法,其特征在于,在制作介于第一电路基板与第二电路基板之间而构成立体配线构造体的中继基板时,包括:在基板连接配线用基板上形成弹性体的第一工序;对形成有所述弹性体的基板连接配线用基板进行板金加工的第二工序;在上下垂直方向上连接、中继电路基板的基板形状的第一金属模具中配置在第二工序中进行了板金加工的基板连接配线用基板并注射成形树脂、从而成形立体成形体的第三工序;以及对将第三工序成形的立体成形体贯穿的基板连接配线用基板的前端部进行折弯成形加工的第四工序。
本发明技术方案20记载的中继基板的制造方法,在技术方案19中,其特征在于,弹性体的耐热温度高于中继基板成形温度。
本发明技术方案21记载的中继基板的制造方法,其特征在于,在制作介于第一电路基板与第二电路基板之间而构成立体配线构造体的中继基板时,包括:在基板连接配线用基板上形成弹性体的第一工序;对形成有所述弹性体的基板连接配线用基板进行板金加工的第二工序;在上下垂直方向上连接、中继电路基板的基板形状的第一金属模具中注射成形第一树脂、从而成形中继基板本体的第三工序;以及在第三工序成形的中继基板本体中压入成形在第二工序中进行了板金加工的基板连接配线用基板、并对前端部进行折弯成形加工的第四工序。
本发明技术方案22记载的中继基板的制造方法,在技术方案19中,其特征在于,在基板连接配线用基板的前端部的弹性体与中继基板本体之间插入或临时插入隔离工具后进行成形加工,通过拿去该隔离工具而形成缝隙。
发明效果
在本发明的中继基板中,由于设在中继基板本体上的基板连接配线的末端部埋设在末端处理材料中,因此即使出现冷热冲击和掉落冲击也不容易剥离,强度高,从而可以实现高可靠性。
此外,由于基板连接配线的末端部沿着设在中继基板本体上的具有波状曲面的斜面贴合,因此即使出现冷热冲击和掉落冲击也不容易剥离,强度高,从而可以实现高可靠性。
此外,不仅是基板连接配线的末端部,也可对应基板连接配线的角部将中继基板本体埋设在角部处理材料中,或将基板连接配线的角部贴付在具有波状曲面的斜面上,可提高中继基板的树脂、焊盘电极末端部和角部的紧贴力,而且,利用波状曲面来抑制剪切应力和剥离应力,可以实现高可靠性。
此外,可用中继基板以最短距离将安装在第一电路基板或第二电路基板上的各个电子器件之间上下电气性相连,可改善立体配线构造体的频率特性、信号的高速化。
在本发明的中继基板中,由于在设于中继基板本体的至少一方的基板连接配线与中继基板本体之间设置有弹性体,因此即使出现冷热冲击和掉落冲击,也可容易地吸收冲击应力,从而可以实现高可靠性。
此外,由于在设于中继基板本体的至少一方的基板连接配线与中继基板本体之间设置有弹性体和缝隙,因此即使出现冲击和热冲击,基于弹性的缓冲机构也会起作用,即使出现冷热冲击和掉落冲击,也可容易地吸收冲击应力,从而可以实现高可靠性。
此外,由于在中继基板本体上设置有厚度小于中继基板本体的面与电路基板的面之间的缝隙的弹性体,因此容易吸收因冷热冲击和掉落冲击而引起的冲击应力和基板的变形力,从而可以实现高可靠性。
此外,由于在第一电路基板与第二电路基板之间设置有厚度小于基板间隙的弹性体,因此可用弹性体来吸收变形量大的中继基板中心部挠曲时的应力,从而容易吸收因冷热冲击和掉落冲击而引起的冲击应力和基板的变形力,可以实现高可靠性。
此外,可用中继基板以最短距离将安装在第一电路基板和第二电路基板上的各个电子器件之间上下电气性相连,可改善立体配线构造体的频率特性、信号的高速化。
附图说明
图1是本发明(实施形态1)的立体配线构造体的概略剖视图。
图2是该立体配线构造体的中继基板的概略立体图。
图3是本发明(实施形态1)的另一例的立体配线构造体的概略剖视图。
图4是本发明(实施形态2)的立体配线构造体的概略剖视图。
图5是该立体配线构造体的中继基板的概略立体图。
图6是本发明(实施形态2)的另一例的立体配线构造体的概略剖视图。
图7是本发明(实施形态3)的立体配线构造体的概略剖视图。
图8是本发明(实施形态4)的立体配线构造体的概略剖视图。
图9是本发明(实施形态5)的立体配线构造体的概略剖视图。
图10是本发明(实施形态6)的立体配线构造体的制造方法的工序图。
图11是本发明(实施形态7)的立体配线构造体的制造方法的工序图。
图12是本发明(实施形态8)的中继基板的制造方法的工序图。
图13是本发明(实施形态9)的立体配线构造体的概略剖视图。
图14是该立体配线构造体的中继基板的概略立体图。
图15是该实施形态的中继基板和基板连接配线的放大侧视图。
图16是该实施形态的另一例的立体配线构造体的概略剖视图。
图17是本发明(实施形态10)的立体配线构造体的主要部分的放大剖视图。
图18是该实施形态的另一例的立体配线构造体的主要部分的放大剖视图。
图19是本发明(实施形态11)的立体配线构造体的概略立体图。
图20是本发明(实施形态12)的立体配线构造体的概略剖视图。
图21是本发明(实施形态13)的立体配线构造体的制造工序图。
图22是本发明(实施形态14)的中继基板的制造工序图。
图23是本发明(实施形态15)的中继基板的制造工序图。
图24是本发明(实施形态16)的中继基板的制造工序图。
图25是(专利文献1)的电子电路装置的剖视图。
图26是(专利文献2)的电子电路装置的剖视图。
图27是(专利文献3)的电子电路装置的剖视图。
图28是(专利文献4)的电子电路装置的剖视图。
图29是(专利文献5)的电子电路装置的剖视图。
图30是(专利文献6)的电子电路装置的剖视图。
图31是(专利文献7)的电子电路装置的剖视图。
具体实施方式
下面参照图1~图12、图13~图24对本发明的各实施形态进行说明。
(实施形态1)
图1和图2是表示使用了本发明(实施形态1)的中继基板的立体配线构造体。图1是从图2的A-A’剖面看到的剖视图。
图1所示的立体配线构造体为第一电路基板1与第二电路基板2隔着中继基板3利用接合层4以电气方式、机械方式相连的三维连接构造(三维模块)。
第一电路基板1双面安装有电子器件16(包括半导体装置在内),设置有从电子器件引出到外部的引出端子电极11,但第一电路基板1也可以是与其它电路基板相连的连接配线基板或功能基板的一部分。
第二电路基板2双面安装有电子器件(包括半导体装置在内),设置有从电子器件引出到外部的引出端子电极12,但第二电路基板2既可以是这种模块构造,也可以是所谓的母板的一部分。
所述第一、第二电路基板1、2由未图示的导电性通路和绝缘基材构成。此外,各电路基板是安装(包括半导体装置在内的)电子器件16而成的双面基板或多层配线基板。
各电子器件16是IC、LSI等半导体元件、半导体封装体或电阻、电容器、电感器等一般的无源器件。还可用倒装法安装或引线接合法连接来安装裸片形状的电子器件。
此外,将第一电路基板1与第二电路基板2相连的具有连接器功能的所述中继基板3在形状如图2所示的在中央形成有贯穿孔3c的环状的中继基板本体3a的必要部位上从处于所述第一电路基板1背面侧的上表面13到处于所述第二电路基板2上面侧的下表面14以规定间隔形成有必要数目的基板连接配线10。具体而言,环状的中继基板本体3a的大小是:俯视形状为20mm~30mm,厚度h1=1.0mm~2.0mm,宽度w1=0.5mm~1.0mm。
另外,在图2中,位于中继基板3上下的所述第一、第二电路基板1、2概略地用双点划线来表示。此外,在中继基板3中,对于实际上在图2中看不见的部位,为了方便理解,一部分用实线来表示。具体而言,在图2跟前侧排列的基板连接配线10的沿所述中继基板3a的所述贯穿孔3c的内壁面的部分和沿下表面14的部分等即为其一例。排列在图2里侧的基板连接配线10也与跟前侧的基板连接配线10同样地构成。
由于这样构成,因此第一电路基板1的引出端子电极11通过接合层4与位于中继基板本体3a的所述上表面13上的基板连接配线10的焊盘电极5a接合,第二电路基板2的引出端子电极12通过接合层4与位于中继基板本体3a的所述下表面14上的基板连接配线10的焊盘电极5b接合。
在此,接合层4使用焊锡、焊珠、微型连接器、热封连接器、各向异性导电膜和导电性粘结剂等各种接合部件中的任一种。
这样,采用使用了中继基板3的立体配线构造体,在第一、第二电路基板1、2上,在与中继基板3的中央形成的贯穿孔3c的内侧对应的部位上也可安装电子器件16,因此可确保第一、第二电路基板1、2的连接面积,同时可收纳更多的电路器件,从而可实现高密度安装化。
此外,通过隔着中继基板3以最短距离将安装在第一电路基板1或第二电路基板2上的电子器件15之间相连,可改善立体配线构造体的频率特性,可实现信号的高速化,并可实现电子设备的高速动作。
另外,在所述中继基板3的与基板连接配线10的端部对应的位置上,在中继基板本体3a上形成有凹部3b,基板连接配线10的端部沿着该凹部3b的内侧形成,在各凹部3b内填充有绝缘性树脂的末端处理材料9。
由于像这样将基板连接配线10的端部埋设在末端处理材料9中,因此可以抑制或缓冲因冷热冲击和掉落冲击而作用在上下基板与焊盘电极间的剥离应力、剪切应力所导致的剥离、断裂的起因,从而可以实现高可靠性。
另外,第一、第二电路基板1、2可使用一般的树脂基板和无机基板、复合基板。特别地,最好是玻璃环氧树脂基板和使用了芳族聚酰胺基材的基板和组合基板、玻璃陶瓷基板、氧化铝基板等。
中继基板3的中继基板本体3a使用的是一般的热塑性树脂和热固性树脂等。在热塑性树脂的场合,可通过注射成形和切削加工、激光加工、化学加工而成形为期望的形状。另外,在热固性树脂的场合,可通过切削加工将固化物形成为期望的形状。作为热塑性树脂,最好是使用PPA(聚邻苯二胺)、LCP(液晶聚合物)、TPX(聚甲基戊烯)、PEI(聚酰胺酰亚胺)、PPS(对聚苯硫)、PES(聚醚砜)、PSF(聚砜)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PA(聚酰胺)类或酯类树脂、SPS、PPO、PPE,作为热固性树脂,最好是使用通常的环氧树脂等。中继基板3使用杨氏模量小的树脂材料,从而可缓和因第一、第二电路基板1、2之间的热膨胀系数的差异而产生的剪切应力和剥离应力。
此外,中继基板3的基板连接配线10通过使用了导电膏的印刷法或是对贴付在基板表面上的金属箔或在基板表面上析出的电镀层进行激光加工等方法来制作。作为立体配线材料使用的是Ag、Sn、Zn、Pd、Bi、Ni、Au、Cu、C、Pt、Fe、Ti、Pd金属。
末端处理材料9选择的是与中继基板本体3a相同的材质或与中继基板本体3a的粘结性良好的材质。
另外,图1的中继基板3为了详细表示内部而进行了夸张表示,实质与图2的中继基板3相同。此外,在下面的各实施形态中也一样。
另外,在图1、图2中,基板连接配线10的端部、即位于中继基板本体3a的上表面13的端部和位于中继基板本体3a的下表面14的端部埋设在被填充到在中继基板本体3a上分别形成的凹部3b内的末端处理材料9中,但如图3所示那样将基板连接配线10的端部、即位于中继基板本体3a的上表面13的端部和位于中继基板本体3a的下表面14的端部埋设在被填充到在中继基板本体3a上形成的共同的凹部3d内的末端处理材料9中也可获得相同的效果。特别地,在图3的场合,无需像图1、图2那样为了划分成填充到中继基板本体3a上表面13侧的凹部3b内的末端处理材料9和填充到中继基板本体3a下表面14侧的凹部3b内的末端处理材料9而必须提高树脂成形精度,因此可降低成本。
另外,在上述各实施形态中,只要考虑了电路设计和电气特性,那么基板配线电极10在中继基板3的内侧或外侧均可以。
此外,在上述各实施形态中,将所述基板连接配线10的所述第一电路基板1侧的端部和所述第二电路基板2侧的端部双方都埋设在了末端处理材料9中,但将所述第一电路基板1侧的端部和所述第二电路基板2侧的端部中的至少一方埋设在末端处理材料9中也可获得一定的效果。
(实施形态2)
图4和图5表示的是使用了本发明(实施形态2)的中继基板的立体配线构造体。图4是从图5的A-A’剖面看到的剖视图。
中继基板3的形状与(实施形态1)不同。其它相同。具体而言,在图1中,仅各基板连接配线10的端部被埋设在末端处理材料9中,但在该图4中,在从中继基板本体3a的上表面13起与贯穿孔3c的侧面部接连的角部以及从中继基板本体3a的下表面14起与贯穿孔3c的侧面部接连的角部分别形成凹部3e,沿该凹部3e形成基板连接配线10,在凹部3e内填充作为角部处理材料8的树脂,并将基板连接配线10的角部7埋设在角部处理材料8中。角部处理材料8和末端处理材料9使用相同的材料,或根据部位的不同而使用不同的树脂等。
若这样构成,则更不怕冷热冲击和掉落冲击,可以实现高可靠性。
另外,在本实施形态中,在中继基板3的所述第一电路基板1侧的角部7和中继基板3的所述第二电路基板2侧的角部7双方上形成凹部3e并在双方的凹部3e中填充了角部处理材料8,但在中继基板3的所述第一电路基板1侧的角部7和中继基板3的所述第二电路基板2侧的角部7中的至少一方上形成凹部3e,并在该凹部3e内填充角部处理材料8而将基板连接配线10的角部7埋设在角部处理材料8中,也可获得一定的效果。
另外,在图4、图5中,基板连接配线10的端部、即位于中继基板本体3a的上表面13的端部和位于中继基板本体3a的下表面14的端部埋设在被填充到在中继基板本体3a上分别形成的凹部3b内的末端处理材料9中,但如图6所示那样将基板连接配线10的端部、即位于中继基板本体3a的上表面13的端部和位于中继基板本体3a的下表面14的端部埋设在被填充到在中继基板本体3a上形成的共同的凹部3d内的末端处理材料9中也可获得相同的效果。特别地,在图6的场合,无需像图4、图5那样为了划分成填充到中继基板本体3a上表面13侧的凹部3b内的末端处理材料9和填充到中继基板本体3a下表面14侧的凹部3b内的末端处理材料9而必须提高树脂成形精度,因此可降低成本。
(实施形态3)
图7是使用了本发明(实施形态3)的中继基板的立体配线构造体的概略剖视图。对与图1相同的构成要素标记相同的符号而省略说明。
在图1所示的(实施形态1)中,为了将基板连接配线10的所述第一电路基板1侧的端部和所述第二电路基板2侧的端部埋设在末端处理材料9中而在中继基板本体3a上形成的凹部3b内填充了末端处理材料9,但在图7中,并不在中继基板本体3a上形成凹部3b,而是将具有弹性的粘接材料17粘接到中继基板本体3a的表面上,从而将基板连接配线10的所述第一、第二电路基板1、2侧的端部埋设在作为末端处理材料的粘接材料17中。另外,在图7中,为了使粘接材料17容易粘接,中继基板本体3a的截面形状形成为八边形。
另外,粘接材料17也可以是杨氏模量比中继基板本体3a和末端处理材料9小的树脂。粘接材料17例如使用室温硫化(RTV)等的硅酮树脂等。其它与(实施形态1)相同。更具体而言,作为中继基板本体3a和末端处理材料9,使用(液晶聚合物LCP、PPA):13.8~17.0GPa,作为粘接材料17,使用RTV硅酮树脂:0.5~5Pa或低弹性环氧树脂:10~100Mpa。
这样,由于基板连接配线10的端部用粘接材料17覆盖而埋设,因此可以抑制或缓冲因冷热冲击和掉落冲击而作用在第一、第二电路基板1、2与上下的焊盘电极5间的剪切应力、剥离应力所导致的剥离和断裂的起因,从而可以实现高可靠性。
(实施形态4)
图8是使用了本发明(实施形态4)的中继基板的立体配线构造体的概略剖视图。对与图1、图4、图7相同的构成要素标记相同的符号进行说明。
在(实施形态2)的图4中,在设置在中继基板本体3a上的凹部3b内填充、埋设了末端处理材料9,但在本(实施形态4)中,如图8所示,将中继基板本体3a的截面形状在与基板连接配线10的端部对应的位置上形成为与图7的场合相同的斜边3f。基板连接配线10的端部通过在该斜边3f上粘接树脂17而被埋设。此外,在从中继基板本体3a的上表面13起与贯穿孔3c的侧面部接连的角部以及从中继基板本体3a的下表面14起与贯穿孔3c的侧面部接连的角部分别形成凹部3e,沿该凹部3e形成基板连接配线10,在凹部3e内填充角部处理材料8,并将基板连接配线10的角部7埋设在角部处理材料8中,这点与图4相同。
由于这样构成,因此不仅可实现在(实施形态2)中说明过的高可靠性,还可实现低成本和交货期的缩短。具体而言,无需制作后述的图12所示的第二金属模具19来形成所述末端处理材料9,可降低成本并实现交货期的缩短。
(实施形态5)
图9是使用了本发明(实施形态5)的中继基板的立体配线构造体的概略剖视图。对与图7相同的构成要素标记相同的符号进行说明。
在图7所示的(实施形态3)中,基板连接配线10的端部被埋设在粘接在中继基板本体3a的斜边3f上的粘接材料17中,但在本(实施形态5)中,如图9所示,所述斜边3f形成为波纹状曲面20。此外,中继基板本体3a的角部也形成为波纹状曲面20,基板连接配线10的端部和角部均沿着该波纹状曲面20贴合。
若这样构成,则基板连接配线10的端部和角部7的紧贴力提高,而且通过形成为波状曲面来抑制因冷热冲击和掉落冲击而在焊盘电极5附近产生的剪切应力和剥离应力,可以实现高可靠性。
另外,在上述各实施形态中,将从中继基板本体3a的所述第一电路基板1侧的面起与侧面部接连的角部以及从所述第二电路基板2侧的面起与所述侧面部接连的角部双方形成为具有波状曲面的斜面,并将基板连接配线10的端部贴付于此,但将从所述第一电路基板1侧的面起与侧面部接连的角部以及从所述第二电路基板2侧的面起与所述侧面部接连的角部中的至少一方的角部形成为具有波状曲面的斜面、并将基板连接配线10的端部沿着所述具有波状曲面的斜面贴合也可获得一定的效果。
另外,在本发明的各实施形态中,对形状呈四边形的中继基板以及在该中继基板的上下表面配置第一电路基板和第二电路基板的结构进行了说明,但并不局限于此,也可以是第一电路基板和第二电路基板用大致L字形状、三角形形状、圆形形状等的中继基板来连接的结构。
此外,本发明的各实施形态的中继基板3呈中央具有贯穿孔3c的形状,但也可以是没有贯穿孔3c的中继基板。具体而言,也可以是到中继基板3中央的途中为止形成凹部、没有贯穿孔3c的中继基板,在该凹部中安装电子器件。
此外,在本发明中说明过的各实施形态当然可以相互应用,而且并不局限于这些实施形态。
(实施形态6)
图10(a)~图10(f)表示的是本发明的立体配线构造体的制造方法。
图6的立体配线构造体通过下面的工序来制造。
首先,通过印刷等在第一电路基板1的安装电子器件16和中继基板3的期望的端子电极15上形成接合层4(图10(a))。此外,接合层4也可用电镀方法、印刷方法(使用金属版23或网板、用刮板24来印刷)和分配法(日文:デイスペンス方法)等来形成。
接着,在将电子器件16和中继基板3位置对齐后载放到形成有接合层4的第一电路基板1上。此时,在第一电路基板1的两面上安装电子器件16的场合,在将电子器件16载放到第一电路基板1的上(表面)侧的动作结束后,使第一电路基板1翻转,从而进行将电子器件16和中继基板3载放到下(背面)侧的动作(图10(b))。
接着,通过回流或硬化炉等的热工序使所述接合层4熔融或固化,从而使载放有电子器件16和环状中继基板3的第一电路基板1与电子器件16和中继基板3电气性接合(图10(c))。或者,也可在各表面和背面进行热工序而使其结合。
接着,通过印刷等在第二电路基板2的安装电子器件16和中继基板3的期望的端子电极15上形成接合层4(图10(d))。
接着,在将带有电子器件15和中继基板3的第一电路基板1位置对齐后载放到形成有接合层4的第二电路基板2上。此时,在第二电路基板2的两面上安装电子器件16的场合,在将电子器件16载放到第二电路基板2的上(表面)侧的动作结束后,使第二电路基板2翻转,从而进行将带有电子器件16和中继基板3的第一电路基板1载放到下(背面)侧的动作(图10(e))。在此,也可先对背面侧进行热工序。
最后,通过回流或硬化炉等的热工序使接合层4熔融或固化,从而使载放了带有电子器件15和中继基板3的第一电路基板1的第二电路基板2与带有电子器件16和中继基板3的第一电路基板1电气性接合(图10(f))。
采用这种制造方法,由于在将第一电路基板1和第二电路基板2预先分别模块基板化后相连,因此可容易地进行各模块基板的特性检查。
(实施形态7)
图11(a)~图11(i)表示的是本发明的另一立体配线构造体的制造方法。
图11的立体配线构造体通过下面的工序来制造。
首先,通过印刷等在第一电路基板1的安装电子器件16和中继基板3的期望的端子电极15上形成接合层4(图11(a))。
接着,在将电子器件16和中继基板3位置对齐后载放到形成有接合层4的第一电路基板1上(图11(b))。
接着,通过回流或硬化炉等的热工序使接合层4熔融或固化,从而使载放有电子器件16和环状中继基板3的第一电路基板1与电子器件16和中继基板3电气性接合(图11(c))。
接着,通过印刷等在第二电路基板2的安装电子器件16和中继基板3的期望的端子电极15上形成接合层4(图11(d))。
接着,在将电子器件16位置对齐后载放到形成有接合层4的第二电路基板2上(图11(e))。
接着,通过回流或硬化炉等的热工序使接合层4熔融或固化,从而使载放有电子器件16的第二电路基板2与电子器件16和中继基板3电气性接合(图11(f))。
接着,在带有电子器件16的第二电路基板2的端子电极15上贴付或涂敷ACF等各向异性导电膜层或导电性粘结剂等导电材料21(图11(g))。
接着,将与第一电路基板1接合的中继基板3位置对齐后载放到第二电路基板2上(图11(h))。
最后,在加压加热状态下对载放了带有中继基板3的第一电路基板1的第二电路基板2予以保持,或者至少通过柔光线(日文:ソフトビ一ム)或硬化炉等的热工序、或紫外线(UV线)的光照工序使导电材料固化,从而使第一电路基板1与第二电路基板2隔着中继基板3电气性接合(图11(i))。
采用这种制造方法,由于在将第一电路基板1和第二电路基板2预先分别模块基板化后相连,因此可容易地进行各模块基板的特性检查,此外,由于可使第一电路基板1与第二电路基板2的连接温度降低,因此可以抑制对所安装的电子器件16和中继基板3的温度负载、电路基板和中继基板3的翘曲或弯曲而引起的连接不稳定性,可以实现在电气方面、机械方面连接可靠性高的连接构造。
(实施形态8)
图12(a)~图12(e)表示的是本发明的中继基板3的制造方法。
在图6的立体配线构造体中使用的中继基板3通过下面的工序来制造。
在图12(a)~图12(e)中,第一金属模具是18,第二金属模具是19,第四树脂是25,第三金属模具是26。在此分别用双点划线来表示。
首先,使用第一金属模具18注射成形第一绝缘性树脂,将中继基板本体3a成形为在上下垂直方向上连接、中继第一、第二电路基板1、2的基板形状(图12(a))。
接着,对于形成连接用焊盘电极5以及在侧面将连接用焊盘电极5之间电气性连接的基板连接配线10的部分之外,使用第二金属模具19注射成形第四树脂25。
接着,对于在中继基板本体3a上下表面的连接用焊盘电极5的部分、以及侧面的将连接用焊盘电极5之间电气性连接的基板连接配线10的部分,形成电镀催化剂27(图12(c))。
接着,除去第四树脂25,进行电镀(图12(d))。第四树脂25起着抗蚀剂的作用,可利用弱碱性、弱酸性或加热使其熔融。例如,若使用可降解聚乳酸树脂(PLLA),则可用弱碱性温水进行溶解。
最后,使用第三金属模具26来注射成形末端处理材料9,从而以埋设连接用焊盘电极5的末端部6的形态进行覆盖(12e)。
采用这种制造方法,由于可抑制、缓和焊盘电极5附近的末端部6因冷热冲击和掉落冲击而引起的剪切应力和剥离应力,因此可以实现电气方面、机械方面的连接可靠性高的连接用中继基板3。
此外,通过采用在成形为S字曲线状的角部处理材料8上形成中继基板3的焊盘电极5的末端部6后用末端处理材料9将末端部6埋设,以此成形的制造方法,可进一步抑制、缓和由冷热冲击和掉落冲击引起的剪切应力和剥离应力。
此外,采用从中继基板3上下表面的焊盘电极5起与侧面部接连的角部7的配线也以被末端处理材料9埋设的形态二次成形的制造方法,可进一步抑制、缓和由冷热冲击和掉落冲击引起的剪切应力和剥离应力。
(实施形态9)
图13表示的是使用了本发明(实施形态9)的中继基板的立体配线构造体。立体配线构造体的概略情况参照图14,图13是从A-A’剖面看到的剖视图。
图13所示的立体配线构造体为第一电路基板1和第二电路基板2隔着中继基板3利用接合层4以电气方式、机械方式相连的三维连接构造(三维模块)。
第一电路基板1双面安装有电子器件16(包括半导体装置在内),设置有从电子器件引出到外部的引出端子电极11,但第一电路基板1也可以是与其它电路基板相连的连接配线基板或功能基板的一部分。
第二电路基板2双面安装有电子器件(包括半导体装置在内),设置有从电子器件引出到外部的引出端子电极12,但第二电路基板2既可以是这种模块构造,也可以是所谓的母板的一部分。
所述第一、第二电路基板1、2由未图示的导电性通路和绝缘基材构成。此外,也可在基板上内置电子器件、半导体。各电路基板是安装电子器件16而成的双面基板或多层配线基板。各电子器件16是IC、LSI等半导体元件、半导体封装体或电阻、电容器、电感器等一般的无源器件。还可用倒装法安装或引线接合法连接来安装裸片形状的电子器件。
此外,将第一电路基板1与第二电路基板2相连的具有连接器功能的所述中继基板3在形状如图14所示的在中央形成有贯穿孔3c的环状的中继基板本体3a的必要部位上从处于所述第一电路基板1背面侧的上表面13到处于所述第二电路基板2上面侧的下表面14以规定间隔形成有必要数目的基板连接配线10。具体而言,环状的中继基板本体3a的大小是:俯视形状为20mm~30mm,厚度h1=1.0mm~2.0mm,宽度w1=0.5mm~1.0mm。
另外,在图14中,位于中继基板3上下的所述第一、第二电路基板1、2概略地用双点划线来表示。此外,在中继基板3中,对于实际上在图14中看不见的部位,为了方便理解,一部分用实线来表示。具体而言,在图14跟前侧排列的基板连接配线10的沿所述中继基板本体3a的所述贯穿孔3c的内壁面的部分和沿下表面14的部分等即为其一例。排列在图14里侧的基板连接配线10也与跟前侧的基板连接配线10同样地构成。
由于这样构成,因此第一电路基板1的引出端子电极11通过接合层4与位于中继基板本体3a的所述上表面13上的基板连接配线10的焊盘电极5接合,第二电路基板2的引出端子电极12通过接合层4与位于中继基板本体3a的所述下表面14上的基板连接配线10的焊盘电极5接合。
在此,接合层4使用焊锡、焊珠、微型连接器、热封连接器等的熔融、或者各向异性导电膜和导电性粘结剂等的固化等的各种接合部件中的任一种。
采用使用了所述中继基板3的立体配线构造体,在第一、第二电路基板1、2上,在与中继基板3的中央形成的贯穿孔3c的内侧对应的部位上也可安装电子器件16,因此可确保第一、第二电路基板1、2的连接面积,同时可收纳更多的电路器件,从而可实现高密度安装化。
此外,通过隔着中继基板3以最短距离将安装在第一电路基板1或第二电路基板2上的电子器件16之间相连,可提高立体配线构造体的频率特性,可实现信号的高速化,并可实现电子设备的高速动作。
另外,在中继基板3的各电路基板侧的至少一方的基板连接配线10与中继基板本体3a之间设置有由弹性优于中继基板本体3a的材质构成的弹性体30。在图13和图14中,在第二电路基板2侧的中继基板本体3a与基板连接配线10之间设置有弹性体30。更具体而言,弹性体30形成在中继基板本体3a下表面的整个面上,图15(a)表示的是放大了中继基板本体3a和基板连接配线10的侧视图。在第一电路基板1侧的中继基板本体3a与基板连接配线10之间设置弹性体30时也一样。
由于像这样设置有弹性优良的弹性体30,因此即使出现冷热冲击和掉落冲击,也容易吸收冲击应力,可以实现高可靠性。
另外,第一、第二电路基板1、2可使用一般的树脂基板和无机基板、复合基板。特别地,最好是玻璃环氧树脂基板和使用了芳族聚酰胺基材的基板和组合基板、玻璃陶瓷基板、氧化铝基板等。
中继基板3的中继基板本体3a使用的是一般的热塑性树脂和热固性树脂等。
在热塑性树脂的场合,可通过注射成形和切削加工、激光加工、化学加工而成形为期望的形状。另外,在热固性树脂的场合,可通过切削加工将固化物形成为期望的形状。作为热塑性树脂,最好是使用PPA(聚邻苯二胺)、LCP(液晶聚合物)、TPX(聚甲基戊烯)、PEI(聚酰胺酰亚胺)、PPS(对聚苯硫)、PES(聚醚砜)、PSF(聚砜)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PA(聚酰胺)类或酯类树脂、SPS、PPO、PPE,作为热固性树脂,最好是使用通常的环氧树脂等。在中继基板3上,作为弹性体30最好使用硅酮树脂等杨氏模量小的树脂材料,从而可缓和因第一、第二电路基板1、2之间的热膨胀系数之差而产生的剪切应力和剥离应力。
此外,中继基板3的基板连接配线10使用的是由半导体的引线框(Cu+Ni)和SUS、磷青铜(92Cu-8Sn)构成的金属引线。作为立体配线材料使用的是Ag、Sn、Zn、Pd、Bi、Ni、Au、Cu、C、Pt、Fe、Ti、Pb、Au金属。考虑到冲击可靠性、热冲击可靠性,最好是使用弹性好、CTE(热膨胀系数)小的材料。
弹性体30选择的是弹性模量(杨氏模量)小于中继基板本体3a、与中继基板本体3a或基板连接配线10的粘接性良好的材质。例如,使用像室温硫化(RTV)等那样、耐热温度比中继基板本体3a的材料高的硅酮树脂等。RTV硅酮树脂使用0.5~5Pa的树脂。
作为中继基板本体3a,使用(液晶聚合物LCP、PPA):13.8~17.0GPa,作为弹性体30,使用RTV硅酮树脂:0.5~5Pa或低弹性环氧树脂:10~100MPa。
另外,图13的中继基板3为了详细表示内部而进行了夸张表示,实质与图14的中继基板3相同。此外,在下面的各实施形态中也一样。
另外,在图13、图14中,基板连接配线10被配置在中继基板本体3a的周围,但如图16所示地做成基板连接配线10贯穿中继基板本体3a的结构也可获得相同的效果。特别地,在图16的场合,与图13相比,由于基板连接配线10的垂直部被埋在中继基板本体3a内,因此不容易剥离,可以实现高可靠性,中继基板本体3a的空着的侧面可用于挡板(日文:シ一ルド)和其它器件的安装等功能和电路的高密度化。
另外,在上述各实施形态中,只要考虑了电路设计和电气特性,那么基板配线电极10在中继基板3的内侧或外侧均可以。
此外,在上述各实施形态中,在所述基板连接配线10的所述第二电路基板2侧与中继基板本体3a之间形成有弹性体,但若在第一电路基板1侧与中继基板本体3a之间也形成弹性体,则在出现冷热冲击和掉落冲击时,更容易吸收冲击应力,可实现更高的可靠性。
此外,在图13~图16中,将弹性体30设在了中继基板本体3a下表面的整个面上,但也可以如图15(b)所示地仅将弹性体30设置在基板配线电极10的部分上。
(实施形态10)
图17表示的是使用了本发明(实施形态10)的中继基板的立体配线构造体。中继基板3的形状与图13不同。其它相同。
具体而言,在图13中,弹性体30以没有空隙的形态形成在基板连接配线10与中继基板本体3a之间,但在该图17中,在基板连接配线10上形成的弹性体30与中继基板本体3之间设置有缝隙31。
若这样构成,则在上述(实施形态9)的效果的基础上,即使发生冲击和热冲击,基于设置缝隙31形成的基板连接配线10的弹性的缓冲机构也会起作用,即使出现冷热冲击和掉落冲击也可容易地吸收冲击应力,因此可以实现高可靠性。缝隙31为0~0.5mm左右,这从加工方面和吸收冲击方面出发都最好。
此外,图18表示的是另一例。在该图18中,在中继基板本体3上形成的弹性体30与基板连接配线10之间设置有缝隙31。此时也可获得与图17的场合相同的效果。
(实施形态11)
图19表示的是本发明的(实施形态11)。
对与图13、图14相同的构成要素标记相同的符号进行说明。
在图13所示的(实施形态9)的中继基板3中,在中继基板本体3a与电路基板2侧的基板连接配线10之间形成有弹性体30,但在该图19的中继基板3中,与弹性体30一样的弹性优良的弹性体30a安装于在中继基板本体3a与第一、第二电路基板1、2的相对面上未形成基板连接配线10的区域内的、中继基板本体3a的四个角上。最好是弹性体30a的厚度h2小于中继基板本体3a与第二电路基板2之间的间隙h3,满足h2<h3的关系。
在图19中表示的是将弹性体30a设置在第二电路基板2侧的情况,但将弹性体30a设置在中继基板本体3a的第一电路基板1侧也一样。
这样,由于在中继基板3上设置了弹性体30a,因此容易吸收因冷热冲击和掉落冲击而引起的冲击应力和基板的变形力,可以实现高可靠性。
另外,作为利用中继基板3将第一电路基板1与第二电路基板2连接而成的立体配线构造体,并不将弹性体30a安装于在中继基板本体3a与第一、第二电路基板1、2的相对面上未形成基板连接配线10的区域内的、中继基板本体3a上,而是将弹性体30a安装在第二电路基板2上,也可获得相同的效果。将弹性体30a安装在第一电路基板1上也可获得相同的效果。
(实施形态12)
图20表示的是本发明的(实施形态12)。
对与图13~图19相同的构成要素标记相同的符号进行说明。
在上述各实施形态中,或是像图13、图16那样将弹性体30设置在中继基板本体3a与基板连接配线10之间,或是像图19那样将弹性体30a设置在中继基板3与第一、第二电路基板1、2之间,但在该图20中,在中继基板3的贯穿孔3c内,在第一电路基板1与第二电路基板2间的间隙部设置有比该基板间隙小的厚度h4的弹性体30b。弹性体30b设置在第一电路基板1和第二电路基板2中的任一方上都一样,在图20中,弹性体30b安装在第二电路基板2上。
若这样构成,则由于将第一、第二电路基板1、2之间的间隙部中的、中继基板3的连接部之外的部分设置成高度比基板间隙小,因此可用弹性体来吸收变形量大的中继基板中心部挠曲时的应力,对于因冷热冲击和掉落冲击而引起的冲击应力和基板变形,可以实现高可靠性。
另外,在本发明的各实施形态中,对形状呈四边形的中继基板以及在该中继基板的上下表面配置第一电路基板和第二电路基板的结构进行了说明,但并不局限于此,也可以是第一电路基板和第二电路基板用大致L字形状、三角形形状、圆形形状等的中继基板来连接的结构。
(实施形态13)
图21(a)~图21(f)表示的是图13所示的立体配线构造体的制造方法。
首先,使用金属版23和刮板24通过印刷等在第一电路基板1的安装电子器件16和中继基板3的期望的端子电极15上形成接合层4(图21(a))。除了印刷方法(使用金属版23或网板来印刷)外,接合层4也可用电镀方法和分配法等来形成。
接着,在将电子器件16和中继基板3位置对齐后载放到形成有接合层4的第一电路基板1上。此时,在第一电路基板1的两面上安装电子器件16的场合,在将电子器件16载放到第一电路基板1的上(表面)侧的动作结束后,使第一电路基板1翻转,从而进行将电子器件16和中继基板3载放到下(背面)侧的动作(图21(b))。
接着,通过回流或硬化炉等的热工序使所述接合层4熔融或固化,从而使载放有电子器件16和环状中继基板3的第一电路基板1与电子器件16和中继基板3电气性接合(图21(c))。或者,也可在各表面和背面进行热工序而使其结合。
接着,使用金属版23和刮板24通过印刷等在第二电路基板2的安装电子器件16和中继基板3的期望的端子电极15上形成接合层4(图21(d))。
接着,在将带有电子器件15和中继基板3的第一电路基板1位置对齐后载放到形成有接合层4的第二电路基板2上。此时,在第二电路基板2的两面上安装电子器件16的场合,在将电子器件16载放到第二电路基板2的上(表面)侧的动作结束后,使第二电路基板2翻转,从而进行将带有电子器件16和中继基板3的第一电路基板1载放到下(背面)侧的动作(图21(e))。在此,也可先对背面侧进行热工序。
最后,通过回流或硬化炉等的热工序使接合层4熔融或固化,从而使载放了带有电子器件15和中继基板3的第一电路基板1的第二电路基板与带有电子器件16和中继基板3的电路基板1电气性接合(图21(f))。
采用这种制造方法,由于在将第一电路基板1和第二电路基板2预先分别模块基板化后相连,因此可容易地进行各模块基板的特性检查。
(实施形态14)
图22(a)~图22(d)表示的是图16所示的中继基板3的制造方法。
符号27a、27b是板金加工工具,符号18是第一金属模具,在此用虚线图示。
首先,在基板连接配线用基板10a上放置金属版23,并用刮板24等来印刷涂敷形成液态的弹性体30。此外,弹性体30的形成方法也可以是分配法或其它的统一印刷法。被印刷的弹性体进行热固化或光固化(图22(a))。
接着,用板金加工工具32a、32b对形成有弹性体30的基板连接配线用基板10a进行压制成形,从而板金加工成期望的成形形状(图22(b))。
接着,将期望的成形形状的基板连接配线用基板10a放入第一金属模具18内,注射成形构成中继基板本体3a的第一绝缘性树脂,从而成形为立体成形体(图22(c))。
接着,将基板连接配线10的前端部的折弯部分切断成期望长度,进行成形加工或压入成形加工,再将所述基板连接配线的无用部分切断(图22(d))。
采用这种制造方法,由于在设于中继基板本体3a的至少一方的基板连接配线与中继基板本体3a之间设置有弹性体30,因此即使出现冷热冲击和掉落冲击,也容易吸收冲击应力,从而可以实现高可靠性。
此外,使中继基板成形温度与弹性体的耐热性的关系构成为弹性体的耐热性高于中继基板成形温度,从而可以抑制弹性体的热老化和变形,可以实现高可靠性。
(实施形态15)
图23(a)~图23(e)表示的是图16所示的中继基板3的制造方法。
符号27a、27b是板金加工工具,符号19是第二金属模具,在此用虚线图示。
首先,在基板连接配线用基板10a上放置金属版23,并用刮板24等来印刷涂敷形成液态的弹性体30。此外,弹性体30的形成方法也可以是分配法或其它的统一印刷法。被印刷的弹性体进行热固化或光固化(图23(a))。
接着,将形成有弹性体30的基板连接配线用基板10a放置在板金加工工具32a、32b上,板金加工成期望的成形形状(图23(b))。
接着,使构成中继基板本体3a的液态的第一树脂流入到能成形为期望的成形形状的第二金属模具19中,并用金属模具盖住(图23(c))。若在用金属模具盖住之前进行真空消除气泡,则可以制造没有空穴的中继基板。
此处的第一树脂为室温固化型或150℃左右的低温固化型,但也可以是紫外线固化型,此时可用更短的时间形成。对于金属模具的材质来说,在与光固化一起使用的场合,最好是透光率高的玻璃和树脂。
接着,利用压力机将在图23(b)中进行了板金加工的基板连接配线用基板10a压入成形于在图23(c)中制成的中继基板本体3a内(图23(d))。
对被压入的基板连接配线用基板10a的前端部进行折弯成形加工,并将基板连接配线引线的无用部分切断(图23(e))。
采用这种制造方法,由于在设于中继基板本体的至少一方的基板连接配线与中继基板本体之间设置有弹性体,因此即使出现冷热冲击和掉落冲击,也容易吸收冲击应力,从而可以实现高可靠性。
此外,在这种制法中,由于无需昂贵的注射成形用金属模具,因此可降低制造成本。
(实施形态16)
图24表示的是图17所示中继基板3的制造方法的一个工序。
在图24中,用双点划线图示的28是隔离工具。
图24所示的工序是,在图22(c)所示的工序时或是图23(c)的工序时,在中继基板本体3a与形成有弹性体30的基板连接配线10之间插入或临时插入隔离工具33后将间隔工具33拿掉,从而形成缝隙31。
加入这种制造方法,由于在设于中继基板本体的至少一方的基板连接配线与中继基板本体之间设置有弹性体30和缝隙31,因此即使出现冲击和热冲击,基于弹性的缓冲机构也会起作用,即使出现冷热冲击和掉落冲击,也可容易地吸收冲击应力,从而可以实现高可靠性。
另外,在图17或图18所示的中继基板3的场合,也可使用间隔工具33来成形。
另外,在上述各实施形态中,中继基板3呈中央具有贯穿孔3c的形状,但除了(实施形态12)外,也可以是没有贯穿孔3c的中继基板。具体而言,也可以到中继基板3中央的途中为止形成凹部,使用没有贯穿孔3c的中继基板,在该凹部中安装电子器件。
此外,在本发明中说明过的各实施形态当然可以相互应用,而且并不局限于这些实施形态。
工业上的可利用性
本发明的立体配线构造体为隔着中继基板将第一电路基板与第二电路基板相连的三维连接构造,在将电路基板之间接合的同时可实现高密度安装。因此,可在高性能、多功能且要求紧凑化的手机等各种移动式设备、汽车等的车门遥控装置之类的便携式终端装置中广泛使用。

Claims (24)

1.一种中继基板,其特征在于,包括:
介于第一电路基板与第二电路基板之间的中继基板本体;以及
从中继基板本体的所述第一电路基板侧的面到所述第二电路基板侧的面、与电气性连接部位对应地形成的基板连接配线,
所述基板连接配线的所述第一电路基板侧的端部和所述第二电路基板侧的端部中的至少一方埋设在末端处理材料中。
2.如权利要求1所述的中继基板,其特征在于,在从中继基板本体的上表面起与侧面部接连的角部和从中继基板本体的下表面起与侧面部接连的角部中的至少一方上形成凹部,沿该凹部形成基板连接配线,在凹部内填充角部处理材料,将基板连接配线的角部埋设在角部处理材料中。
3.一种中继基板,其特征在于,包括:
介于第一电路基板与第二电路基板之间的中继基板本体;以及
从中继基板本体的所述第一电路基板侧的面到所述第二电路基板侧的面、与电气性连接部位对应地形成的基板连接配线,
所述中继基板本体将从所述第一电路基板侧的面起与侧面部接连的角部和从所述第二电路基板侧的面起与所述侧面部接连的角部中的至少一方的角部形成为具有波状曲面的斜面,将所述基板连接配线的端部和角部沿着所述具有波状曲面的斜面贴合。
4.一种立体配线构造体,其特征在于,使权利要求1至3中任一项所述的中继基板介于第一电路基板与第二电路基板之间,从而将第一电路基板与第二电路基板三维地连接。
5.一种立体配线构造体的制造方法,其特征在于,包括:
在第一电路基板的安装电子器件和中继基板的期望的端子电极上形成接合层的第一工序;
将所述电子器件和所述中继基板位置对齐后载放在形成有所述接合层的第一电路基板上的第二工序;
通过热工序使接合层熔融或固化、从而使载放有所述电子器件和所述中继基板的第一电路基板与所述电子器件和所述中继基板电气性接合的第三工序;
在第二电路基板的安装电子器件和中继基板的期望的端子电极上形成接合层的第四工序;
将带有所述电子器件和所述中继基板的第一电路基板位置对齐后载放在形成有所述接合层的第二电路基板上的第五工序;以及
通过热工序使接合层熔融或固化、从而使载放了带有所述电子器件和所述中继基板的第一电路基板的第二电路基板与带有所述电子器件和所述中继基板的第一电路基板电气性接合的第六工序。
6.一种立体配线构造体的制造方法,其特征在于,包括:
在第一电路基板的安装电子器件和中继基板的期望的端子电极上形成接合层的第一工序;
将所述电子器件和所述中继基板位置对齐后载放在形成有所述接合层的第一电路基板上的第二工序;
通过热工序使接合层熔融或固化、从而使载放有所述电子器件和所述中继基板的第一电路基板与所述电子器件和所述中继基板电气性接合的第三工序;
在第二电路基板的安装电子器件的期望的端子电极上形成接合层的第四工序;
将所述电子器件位置对齐后载放在形成有所述接合层的第二电路基板上的第五工序;
通过热工序使接合层熔融或固化、从而使载放有所述电子器件的第二电路基板与所述电子器件电气性接合的第六工序;
在带有所述电子器件的第二电路基板上的、安装带有所述中继基板的第一电路基板的期望的端子电极上贴付或涂敷导电材料的第七工序;
将与所述第一电路基板接合好的所述中继基板位置对齐后载放在所述第二电路基板上的第八工序;以及
在加压加热状态下对载放有所述第一电路基板的所述第二电路基板予以保持、或者至少通过热工序或光照工序使导电材料固化,从而夹着所述中继基板使所述第一电路基板与所述第二电路基板电气性接合的第九工序。
7.一种中继基板的制造方法,其特征在于,包括:
使用第一金属模具注射成形第一树脂而使其成形为在上下垂直方向上连接、中继电路基板的基板形状,从而形成立体成形体的第一工序;
对于形成连接用焊盘电极以及在侧面将连接用焊盘电极之间电气性连接的基板连接配线的部分之外,使用第二金属模具注射成形第四树脂的第二工序;
在所述立体成形体上下表面的所述连接用焊盘电极部、以及在侧面将所述连接用焊盘电极之间电气性连接的所述基板连接配线部形成电镀催化剂的第三工序;
除去所述第四树脂并进行电镀的第四工序;以及
使用第三金属模具注射成形第二树脂、以埋设所述连接用焊盘电极的末端部的形态进行覆盖的第四工序。
8.如权利要求7所述的中继基板的制造方法,其特征在于,包括所述中继基板的所述焊盘电极的末端部以埋设在成形为S字曲线状的第一绝缘性树脂与第二绝缘性树脂之间的形态成形的工序。
9.如权利要求7所述的中继基板的制造方法,其特征在于,包括从所述中继基板上下表面的焊盘电极起与侧面部接连的角部的配线以埋设在树脂中的形态二次成形的工序。
10.一种便携式终端装置,其特征在于,利用权利要求4所述的立体配线构造体来安装电气电路基板。
11.一种中继基板,其特征在于,包括:
介于第一电路基板与第二电路基板之间的中继基板本体;
形成在所述中继基板本体上的基板连接配线,所述基板连接配线与电气性连接部位对应地将中继基板本体的所述第一电路基板侧的面与所述第二电路基板侧的面相连;以及
在所述基板连接配线与所述中继基板本体的第一电路基板侧的面之间、以及所述基板连接配线与所述中继基板本体的第二电路基板侧的面之间中的至少一方上形成的弹性体。
12.如权利要求11所述的中继基板,其特征在于,中继基板本体与所述弹性体之间、以及所述基板连接配线与所述弹性体之间的其中一方形成有缝隙。
13.一种中继基板,其特征在于,包括:
介于第一电路基板与第二电路基板之间的中继基板本体;
形成在所述中继基板本体上的基板连接配线,所述基板连接配线与电气性连接部位对应地将中继基板本体的所述第一电路基板侧的面与所述第二电路基板侧的面相连;以及
在所述中继基板本体与第一、第二电路基板的相对面上未形成所述基板连接配线的区域内、安装在所述中继基板本体上的弹性体。
14.一种立体配线构造体,通过使中继基板介于第一电路基板与第二电路基板之间而连接形成,其特征在于,
中继基板包括:
介于第一电路基板与第二电路基板之间的中继基板本体;以及
形成在所述中继基板本体上的基板连接配线,所述基板连接配线与电气性连接部位对应地将中继基板本体的所述第一电路基板侧的面与所述第二电路基板侧的面相连,
在所述中继基板本体与第一、第二电路基板的相对面上未形成所述基板连接配线的区域内,在所述中继基板本体和第一、第二电路基板中的一方上安装有弹性体。
15.如权利要求14所述的立体配线构造体,其特征在于,弹性体的厚度形成得比中继基板本体的面与电路基板的面之间的缝隙小。
16.一种立体配线构造体,其特征在于,使权利要求11或13所述的中继基板介于第一电路基板与第二电路基板之间,从而将第一电路基板与第二电路基板三维地连接。
17.一种立体配线构造体,通过使中继基板介于第一电路基板与第二电路基板之间而连接形成,其特征在于,
中继基板包括:
介于第一电路基板与第二电路基板之间、中央形成有贯穿孔的环状的中继基板本体;以及
形成在所述中继基板本体上的基板连接配线,所述基板连接配线与电气性连接部位对应地将中继基板本体的所述第一电路基板侧的面与所述第二电路基板侧的面相连,
在中继基板本体的所述贯穿孔的内侧,在第一、第二电路基板之间设置有厚度小于第一、第二电路基板的间隔的弹性体。
18.一种立体配线构造体的制造方法,其特征在于,在制作使中继基板介于第一电路基板与第二电路基板之间而连接形成的立体配线构造体时,包括:
在第一电路基板的安装电子器件和中继基板的期望的端子电极上形成接合层的第一工序;
将所述电子器件和所述中继基板位置对齐后载放在形成有所述接合层的第一电路基板上的第二工序;
通过热工序使接合层熔融或固化、从而使载放有所述电子器件和所述中继基板的第一电路基板与所述电子器件和所述中继基板电气性接合的第三工序;
在第二电路基板的安装电子器件和中继基板的期望的端子电极上形成接合层的第四工序;
将带有所述电子器件和所述中继基板的第一电路基板位置对齐后载放在形成有所述接合层的第二电路基板上的第五工序;以及
通过热工序使接合层熔融或固化、从而使载放了带有所述电子器件和所述中继基板的第一电路基板的第二电路基板与带有所述电子器件和所述中继基板的第一电路基板电气性接合的第六工序。
19.一种中继基板的制造方法,其特征在于,在制作介于第一电路基板与第二电路基板之间而构成立体配线构造体的中继基板时,包括:
在基板连接配线用基板上形成弹性体的第一工序;
对形成有所述弹性体的基板连接配线用基板进行板金加工的第二工序;
在上下垂直方向上连接、中继电路基板的基板形状的第一金属模具中配置在第二工序中进行了板金加工的基板连接配线用基板并注射成形树脂、从而成形立体成形体的第三工序;以及
对将第三工序成形的立体成形体贯穿的基板连接配线用基板的前端部进行折弯成形加工的第四工序。
20.如权利要求19所述的中继基板的制造方法,其特征在于,弹性体的耐热温度高于中继基板成形温度。
21.一种中继基板的制造方法,其特征在于,在制作介于第一电路基板与第二电路基板之间而构成立体配线构造体的中继基板时,包括:
在基板连接配线用基板上形成弹性体的第一工序;
对形成有所述弹性体的基板连接配线用基板进行板金加工的第二工序;
在上下垂直方向上连接、中继电路基板的基板形状的第-金属模具中注射成形第一树脂、从而成形中继基板本体的第三工序;以及
在第三工序成形的中继基板本体中压入成形在第二工序中进行了板金加工的基板连接配线用基板、并对前端部进行折弯成形加工的第四工序。
22.如权利要求19所述的中继基板的制造方法,其特征在于,在基板连接配线用基板的前端部的弹性体与中继基板本体之间插入或临时插入隔离工具后进行成形加工,通过拿去该隔离工具而形成缝隙。
23.一种便携式终端装置,其特征在于,利用权利要求14、16、17中任一项所述的立体配线构造体来安装电气电路基板。
24.一种便携式终端装置,其特征在于,利用使权利要求11或13所述的中继基板介于第一电路基板与第二电路基板之间而连接形成的立体配线构造体来安装电气电路基板。
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